модуль сверхвысокой частоты с воздушным охлаждением

Формула изобретения

Модуль сверхвысокой частоты с воздушным охлаждением, содержащий теплопроводное пластинчатое основание, на котором в гермообъеме крепятся модулятор и источник питания, а усилительный элемент находится в кожухе, который крепится к основанию с противоположной стороны.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к радиотехнике, в частности к усилителям СВЧ мощности, и может быть использовано на подвижных объектах в составе радиотехнических систем.

Из уровня техники известны усилители мощности сверхвысокой частоты (СВЧ) [1] , работающие на подвижных объектах. В подобных устройствах все элементы крепятся на массивном амортизирующем шасси и закрываются герметичным кожухом.

Недостатками данного устройства является нерациональное использование конструктивных материалов, при котором масса и габариты усилителя СВЧ мощности являются значительными.

Известно устройство [2], содержащее ЛБВ, основание, гибкую волновую секцию, гермокрышки, амортизаторы. Основание представляет собой массивный корпус U- образной формы, в котором размещены источники питания, модулятор и другие элементы усилителя мощности.

Недостатками данного устройства явлюется нерациональное размещение элементов усилителя СВЧ мощности на основании, наличие системы жидкостного охлаждения, что значительно усложняет конструкцию, увеличивает массу и габариты устройства.

Наиболее близким по технической сущности решением, выбранным в качестве прототипа, является усилитель мощности [3].

Изобретение содержит ЛБВ, закрепленную к гермокрышкам, сеточный модулятор, высоковольтный источник питания, основание, выполненное пластинчатым и расположенное перпендикулярно продольной оси ЛБВ, к которому по периметру закреплены гермокрышки.

Недостатками данного изобретения является размещение усилительного элемента (ЛЕВ) как наиболее теплонагруженного в гермообъеме вместе с остальными узлами усилителя СВЧ мощности, что ведет к значительному повышению температуры внутри гермообъема и усложняет задачу отвода тепла.

Общим недостатком приведенных выше устройств является невозможность их установки на самолеты с ограниченными энергетическими ресурсами и с отсутствующей системой жидкостного охлаждения. Наличие системы жидкостного охлаждения на борту самолета связано со значительным увеличением вспомогательных устройств, обеспечивающих температурный контроль, циркуляцию охлаждающей жидкости, что в свою очередь ведет к увеличению пространства, занимаемого этими устройствами. Использование воздушного охлаждения позволит убрать вспомогательные устройства системы жидкостного охлаждения, снизит энергетические затраты, уменьшит массу радиолокационной станции и значительно упростит конструкцию.

Технический результат, на достижение которого направлено заявляемое изобретение, заключается в разработке конструкции модуля СВЧ, обеспечивающей эффективное воздушное охлаждение.

В процессе проектирования авторами была разработана оригинальная и оптимальная конструкция, которая позволила отказаться от системы жидкостного охлаждения модуля СВЧ.

Для достижения указанного технического результата пластинчатое основание выполнено теплопроводным. С одной стороны к нему крепятся модулятор и источник питания, которые закрываются гермокрышкой и находятся в гермообъеме. С противоположной стороны основания крепится усилительный элемент (ЛБВ), находящийся в кожухе. Наличие кожуха с усилительным элементом внутри него обуславливается необходимостью направлять и концентрировать охлаждающий воздух вдоль поверхности усилительного элемента.

Сущность изобретения и возможность его практической реализации поясняется фиг.1 - модуль СВЧ в разрезе; фиг.2 - модуль СВЧ, вид сбоку.

На основании 1 (фиг.1,2) установлены и закреплены узлы: источник питания 2, модулятор 3, закрытые гермокрышкой 4 и образующие гермообъем. Усилительный элемент 5 установлен с противоположной стороны основания 1 и находится в кожухе 6. Продольная ось усилительного элемента не пересекает основание 1 и кожух 6.

Кожух 6 усилительного элемента выполнен в виде пустотелой конструкции, преимущественно округлого переменного сечения. В показанном варианте (фиг. 1,2) кожух выполнен в виде трубы с изменяющимся диаметром. На входе кожуха за счет увеличенного диаметра обеспечивается максимальный объем охлаждающего потока, который направляется вдоль поверхности усилительного элемента. Далее путем уменьшения диаметра кожуха поток охлаждающего воздуха концентрируется непосредственно у поверхности усилительного элемента. На выходе диаметр кожуха увеличивается для эффективного отвода уже нагретого воздуха.

Кожух с усилительным элементом крепится к основанию. Часть тепла, выделяемая источником питания и модулятором, через теплопроводное основание передается внутрь кожуха, где отводится потоком охлаждающего воздуха.

Поток охлаждающего воздуха может поступать, например, от бортовых систем, предназначенных для:

- кондиционирования гермокабины с последующим сбросом воздуха из кабины;

- продува радиооборудования в отсеках самолета.

Практическая реализация предложенных технических решений в разрабатываемом в настоящее время блоке ЖР - 2В1 позволила: отказаться от системы жидкостного охлаждения, значительно упростить конструкцию, уменьшить массу и габариты модуля СВЧ. Узловая конструкция обеспечивает простоту обслуживания и ремонта.

Использованная литература

1. Детали и элементы РЛС под редакцией Бретгарта - М.: Советское радио, 1952, с. 157.

2. Техническое описание РЛС Н 019 М. НИИР. 1982, раздел 6.

3. Патент РФ 2149504, кл. Н 04 В 1/03, приоритет 11.03.1999 г.